本發(fā)明屬于電子技術(shù)類，應(yīng)用于航空電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著航空電子設(shè)備自測試系統(tǒng)的不斷發(fā)展，越來越多的設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生了大量的自測試維護(hù)數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的典型形態(tài)就是具有符號特征的、能夠反映設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的隨時間變化的離散狀態(tài)變量。通過對這些數(shù)據(jù)物理意義的歸類及相關(guān)性分析，在復(fù)合的邏輯和數(shù)學(xué)運(yùn)算的基礎(chǔ)上，建立起代表航空電子設(shè)備或其系統(tǒng)內(nèi)部狀態(tài)和故障的符號數(shù)據(jù)模型?；趯@種符號數(shù)據(jù)模型的監(jiān)測和分析，將有助于快速直觀的評估設(shè)備或系統(tǒng)內(nèi)部工作狀態(tài)以及對其他內(nèi)部或外部部件的影響，從而全面、準(zhǔn)確地實現(xiàn)全機(jī)航空電子設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測和評估。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：提供一種基于符號數(shù)據(jù)模型的狀態(tài)監(jiān)測與分析方法，使得各類機(jī)載數(shù)據(jù)采集、記錄、維護(hù)設(shè)備通過應(yīng)用此方法實時監(jiān)測模型輸出結(jié)果，進(jìn)一步分析出飛機(jī)各成員系統(tǒng)的異常工作狀態(tài)，及時提供給飛機(jī)操控員、駕駛員或地勤檢查人員，以便迅速做出應(yīng)對措施，排除機(jī)上成員系統(tǒng)設(shè)備故障、降低事故隱患。

本發(fā)明采用的方案是：設(shè)計一種數(shù)據(jù)模型構(gòu)建方式，將用于文字、符號表達(dá)的專家知識轉(zhuǎn)化成數(shù)理邏輯序列，再將其按照后綴表達(dá)式的方式融入數(shù)據(jù)模型，使機(jī)載、地面計算平臺都可以輕松編譯執(zhí)行，完成數(shù)據(jù)分析任務(wù)，輸出報告。具體技術(shù)方案是提供了一種基于符號數(shù)據(jù)模型的狀態(tài)監(jiān)測與分析方法，其特征在于，由以下步驟組成：

步驟一：將文本類專家知識符號化：

設(shè)計詞法解釋器，將專家知識翻譯解釋成邏輯表達(dá)式；

(1)建立詞法庫：構(gòu)建開放式中英文詞法庫，并按照狀態(tài)變量參數(shù)數(shù)據(jù)名稱、運(yùn)算符、專家知識定義名稱進(jìn)行分類，參數(shù)數(shù)據(jù)名稱詞法庫由機(jī)載系統(tǒng)的符號數(shù)據(jù)參數(shù)表得到，運(yùn)算符詞法庫由數(shù)理邏輯運(yùn)算符表得到，詞法庫所有元素都有中、英文兩種方式，按照枚舉類型進(jìn)行匹配，所述的元素包括參數(shù)名稱和運(yùn)算符名稱；

(2)詞法統(tǒng)一：將專家知識內(nèi)容統(tǒng)一采用中文或英文表達(dá)轉(zhuǎn)換；

(3)詞法簡化：按照ASCII序列設(shè)計適配器表，將參數(shù)名稱映射為'a'…'s'、'u'…'z'的字符序列，將專家知識定義名稱映射為'A'…'S'、'U'…'Z'的字符序列，將“時間”或“持續(xù)時間”映射為'T'字符；

(4)詞法剔除：剔除掉其他無用的形容詞、副詞詞組及空格；

步驟二：將中綴邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換后綴表達(dá)式，存儲數(shù)據(jù)模型：

遍歷中綴表達(dá)式的每個字符，按照后綴表達(dá)式法則，將運(yùn)算符、算子、參數(shù)名稱代號、專家知識名稱代號壓棧；

(1)設(shè)計語法樹：根據(jù)運(yùn)算符字符形式和運(yùn)算符優(yōu)先級規(guī)則，設(shè)定語法樹邏輯，將中綴表達(dá)式各元素分層拆解到各個節(jié)點(diǎn)，底層最先執(zhí)行，頂層最后執(zhí)行；

(2)數(shù)據(jù)模型存儲：為提高效率，將樹形結(jié)構(gòu)內(nèi)容按照數(shù)組結(jié)構(gòu)分類存儲，并將所有字符信息數(shù)字化，1類存放運(yùn)算符的順序號、1類存放算子的順序號、1類存放參數(shù)名稱或?qū)＜抑R名稱的順序號，1類存放參數(shù)名稱或?qū)＜抑R名稱類型，這種映射關(guān)系依賴于機(jī)載數(shù)據(jù)采集、記錄、維護(hù)設(shè)備提供的離散信號參數(shù)配置表，及設(shè)計詞法庫時定義的枚舉類型涵義；

步驟三：提取接收數(shù)據(jù)段中參與狀態(tài)監(jiān)測的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行物理量還原處理，并進(jìn)行監(jiān)測分析：

(1)設(shè)計信號處理單元：信號處理單元首先為各個狀態(tài)變量參數(shù)設(shè)置初值，初值能夠反映飛機(jī)的初始正常工作狀態(tài)，初值存放在參數(shù)實時數(shù)據(jù)緩存區(qū)結(jié)構(gòu)中，包含參數(shù)的原始信號值、物理量信號值、數(shù)據(jù)更新時間，每當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)更新時，觸發(fā)指示信號，根據(jù)具體的還原公式對離散狀態(tài)變量參數(shù)進(jìn)行還原，更新實時數(shù)據(jù)緩存區(qū)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容；

(2)實時監(jiān)測：由于已經(jīng)將所有的數(shù)據(jù)模型按照統(tǒng)一的格式進(jìn)行了存儲，因此就可以順序訪問數(shù)組集合模型、從實時數(shù)據(jù)緩存區(qū)提取參數(shù)值進(jìn)行快速判讀，獲取數(shù)據(jù)模型執(zhí)行結(jié)果；

(3)數(shù)據(jù)分析：監(jiān)測的結(jié)果還不能直接供給用戶使用，須依據(jù)專家知識用途分類進(jìn)行結(jié)果融合，對于事件或故障觸發(fā)類的，立即提供報文，對于統(tǒng)計類的，在滿足預(yù)定時間段下的發(fā)生概率時，提供報文，對于預(yù)測類的，實時緩存報文序列，統(tǒng)計狀態(tài)變化或異常的時間拐點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上監(jiān)控其他參數(shù)或狀態(tài)信號組，最后根據(jù)機(jī)上系統(tǒng)健康指數(shù)，給出相對時間段內(nèi)的預(yù)測結(jié)果報文；

步驟四：將監(jiān)測分析結(jié)果關(guān)聯(lián)IETM手冊，并給出評估建議；

(1)IETM建檔：將IETM手冊轉(zhuǎn)換成機(jī)載設(shè)備能識別的數(shù)據(jù)格式，機(jī)載設(shè)備沒有文件系統(tǒng)時，將IETM少量內(nèi)容寫入Flash，機(jī)載設(shè)備有文件系統(tǒng)時，將文字和圖片資源以可解讀的文件格式存入Flash；

(2)IETM關(guān)聯(lián)：將監(jiān)測的結(jié)果以及結(jié)合專家知識的維護(hù)建議，給出IETM對應(yīng)的章節(jié)號信息，通過關(guān)鍵詞的搜索，定位到具體章節(jié)中的具體內(nèi)容位置；

建議評估：成功抽取IETM內(nèi)容并將其作為專家知識維護(hù)建議的執(zhí)行參考，方便用戶需求時瀏覽。

本發(fā)明描述的方法主要由符號模型解析、符號模型匹配存儲、符號數(shù)據(jù)處理分析、建議評估幾步，實現(xiàn)基于符號數(shù)據(jù)模型的狀態(tài)監(jiān)測與分析。

附圖說明：

圖1是狀態(tài)監(jiān)測過程示意圖；

圖2是詞法分析示意圖；

圖3是數(shù)據(jù)監(jiān)測分析示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:

如圖1所示為基于符號數(shù)據(jù)模型的狀態(tài)監(jiān)測與分析方法的過程示意圖。在實施時，分為五部分來進(jìn)行：

1、符號模型解析；2、符號模型匹配存儲；3、符號數(shù)據(jù)處理分析；4、建議評估。

1、步驟一：將文本類專家知識符號化：

設(shè)計詞法解釋器，將專家知識翻譯解釋成邏輯表達(dá)式。

(5)建立詞法庫：構(gòu)建開放式中英文詞法庫，并按照狀態(tài)變量參數(shù)數(shù)據(jù)名稱、運(yùn)算符、專家知識定義名稱進(jìn)行分類，參數(shù)數(shù)據(jù)名稱詞法庫由機(jī)載系統(tǒng)的符號數(shù)據(jù)參數(shù)表得到，運(yùn)算符詞法庫由數(shù)理邏輯運(yùn)算符表得到，詞法庫所有元素(含參數(shù)名稱、運(yùn)算符名稱等)都有中、英文兩種方式，按照枚舉類型進(jìn)行匹配；

(6)詞法統(tǒng)一：將專家知識內(nèi)容統(tǒng)一采用中文或英文表達(dá)轉(zhuǎn)換；

(7)詞法簡化：為了化解因參數(shù)數(shù)據(jù)名稱長度不同、格式不同造成的轉(zhuǎn)換困難，同時為保證數(shù)據(jù)分析效率，按照ASCII序列設(shè)計適配器表，將參數(shù)名稱映射為'a'…'s'、'u'…'z'的字符序列，將專家知識定義名稱映射為'A'…'S'、'U'…'Z'的字符序列，將“時間”或“持續(xù)時間”映射為'T'字符；

(8)詞法剔除：剔除掉其他無用的形容詞、副詞詞組及空格等。

2、步驟二：將中綴邏輯表達(dá)式轉(zhuǎn)換后綴表達(dá)式，存儲數(shù)據(jù)模型：

遍歷中綴表達(dá)式的每個字符，按照后綴表達(dá)式法則，將運(yùn)算符、算子、參數(shù)名稱代號、專家知識名稱代號壓棧。

(3)設(shè)計語法樹：根據(jù)運(yùn)算符字符形式和運(yùn)算符優(yōu)先級規(guī)則，設(shè)定語法樹邏輯，將中綴表達(dá)式各元素分層拆解到各個節(jié)點(diǎn)，底層最先執(zhí)行，頂層最后執(zhí)行；

(4)數(shù)據(jù)模型存儲：為提高效率，將樹形結(jié)構(gòu)內(nèi)容按照數(shù)組結(jié)構(gòu)分類存儲，并將所有字符信息數(shù)字化，1類存放運(yùn)算符的順序號、1類存放算子的順序號、1類存放參數(shù)名稱或?qū)＜抑R名稱的順序號，1類存放參數(shù)名稱或?qū)＜抑R名稱類型，這種映射關(guān)系依賴于機(jī)載數(shù)據(jù)采集、記錄、維護(hù)設(shè)備提供的離散信號參數(shù)配置表，及設(shè)計詞法庫時定義的枚舉類型涵義。

3、步驟三：提取接收數(shù)據(jù)段中參與狀態(tài)監(jiān)測的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行物理量還原處理，并進(jìn)行監(jiān)測分析；

為了提高實時數(shù)據(jù)分析效率，依據(jù)機(jī)載數(shù)據(jù)采集、記錄、維護(hù)設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)定義和生成過程，按照觸發(fā)式規(guī)則只在系統(tǒng)監(jiān)測相關(guān)數(shù)據(jù)更新時還原數(shù)據(jù)。

(4)設(shè)計信號處理單元：信號處理單元首先為各個狀態(tài)變量參數(shù)設(shè)置初值，初值能夠反映飛機(jī)的初始正常工作狀態(tài)，初值存放在參數(shù)實時數(shù)據(jù)緩存區(qū)結(jié)構(gòu)中，包含參數(shù)的原始信號值、物理量信號值、數(shù)據(jù)更新時間，每當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)更新時，觸發(fā)指示信號， 根據(jù)具體的還原公式對離散狀態(tài)變量參數(shù)進(jìn)行還原，更新實時數(shù)據(jù)緩存區(qū)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容；

(5)實時監(jiān)測：由于已經(jīng)將所有的數(shù)據(jù)模型按照統(tǒng)一的格式進(jìn)行了存儲，因此就可以順序訪問數(shù)組集合模型、從實時數(shù)據(jù)緩存區(qū)提取參數(shù)值進(jìn)行快速判讀，獲取數(shù)據(jù)模型執(zhí)行結(jié)果；

(6)數(shù)據(jù)分析：監(jiān)測的結(jié)果還不能直接供給用戶使用，須依據(jù)專家知識用途分類進(jìn)行結(jié)果融合，對于事件或故障觸發(fā)類的，立即提供報文，對于統(tǒng)計類的，在滿足預(yù)定時間段下的發(fā)生概率時，提供報文，對于預(yù)測類的，實時緩存報文序列，統(tǒng)計狀態(tài)變化或異常的時間拐點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上監(jiān)控其他參數(shù)或狀態(tài)信號組，最后根據(jù)機(jī)上系統(tǒng)健康指數(shù)，給出相對時間段內(nèi)的預(yù)測結(jié)果報文。

4、步驟四：將監(jiān)測分析結(jié)果關(guān)聯(lián)IETM手冊，給出評估建議；

(3)IETM建檔：將IETM手冊轉(zhuǎn)換成機(jī)載設(shè)備能識別的數(shù)據(jù)格式，我們根據(jù)機(jī)載設(shè)備有無文件系統(tǒng)分為兩類，沒有文件系統(tǒng)，我們將IETM少量內(nèi)容寫入Flash，有文件系統(tǒng)，我們將文字和圖片資源以可解讀的文件格式存入Flash；

(4)IETM關(guān)聯(lián)：系統(tǒng)監(jiān)測的結(jié)果、結(jié)合專家知識的維護(hù)建議，給出IETM對應(yīng)的章節(jié)號信息，通過關(guān)鍵詞的搜索，定位到具體章節(jié)中的具體內(nèi)容位置；

(5)建議評估：成功抽取IETM內(nèi)容并將其作為專家知識維護(hù)建議的執(zhí)行參考，方便用戶需求時瀏覽。